西门子为“中国第一炉”保驾护航

项目背景 随着当今科学技术的迅猛发展， 特别是控制技术、工业IT技术、数据库技术、网络技术的普及应用，对现代化企业的工业过程控制要求也越来越高。全自动计量配料控制系统在各行业的应用已屡见不鲜，它是成品生产的首要环节，特别是有连续供料要求的行业，其配比的过程控制直接影响了成品的质量，更是企业取得最佳经济效益的先决条件。 虽然行业各自不同的工艺特点对配料控制要求也不同，但高可靠性，先进性，开放性，免维护性，可扩展性目标是一致的。例如在钢厂的配煤炼焦生产工艺过程中，需要将精煤、肥煤、气煤、瘦煤、焦煤、贫煤按适当比例配合，此过程称之为自动配煤，是整个焦化生产的重要环节之一，对生产高质量的焦炭、合理利用煤炭资源及控制生产成本具有重大意义。

“中国第一炉” 项目合作方的7.63米焦炉有着“中国第一炉”之称，它属于先进环保的捣固焦炉，年生产能力为115万吨，可确保项目方每年生产300万吨的优质不锈钢铁水。为使焦炉煤料的配比更加准确，实现自动配煤装置智能化、数字化、网络化，并向企业实时数据库和管理数据库提供准确的数据来源，在反复比较当今市场流行的自动化方案优劣基础上，项目方最终选择西门子SIMATIC自动化产品解决方案。

西门子自动化产品解决方案 项目整个自动配煤装置为生产现场无人化管理，所有的操作和监视均在中央控制室中进行，系统采用分布式计算机监控管理方式，主要由两套西门子S7-300PLC、两套WinCC V6.0监控软件及工控机、48套SIMOVERT MASTERDRIVES 6SE70工程型变频器、24台CFC-200回路调节控制器、3套OSM等控制单元构成一个基于TCP/IP 100M光纤工业以太环网的SCADA系统。 其中各关键装置如：PLC、变频器、调节控制器、分布式I/O之间数据传输采用Profibus-DP协议通讯方式，以确保高实时性和高动态响应要求。Profibus通讯速率最高可达12Mbit/S， 8个节点网络系统的总线循环时间最快可至0.2ms。Profibus在全球制造业自动化和流程工业自动化的总安装站点数已突破1千万，比任何其它现场总线标准都高出许多，它的节点设备数量占有率目前稳具全球第一，它是全球范围内目前唯一能够以标准方式应用于所有领域并贯穿整个过程链的现场总线。 这种系统架构充分发挥了西门子Simatic自动化产品的资源，具有高可靠性，强抗干扰能力和灵活的可扩充性，可独立完成对设备的数据采集、精度控制和监控联锁。 上位机WinCC V6.0组态软件作为HMI，通过操作画面对实时数据进行监控和报警，实现生产工艺过程参数的实时曲线、历史趋势 显示 、报警记录、配方管理、产量统计、各类数据归档和安全连锁保护，同时通过VBA编程实现Excel报表输出、打印及预览等功能。 系统需要监测重量、速度、位置、缺料、堵料、皮带打滑、电机启停、电流、转距和转速等一千多个模拟量I/O和数字量I/O控制点，具有48个PID闭环控制回路和2套远程监控系统操作站。整套系统通过光纤交换机进入Ethernet与焦业公司的其它焦化工艺段及厂级管理网进行衔接，达到管控一体化水平。

项目运行及反馈 中国第一炉─项目方此7.63米焦炉已于2008年7月顺利投产。整个配煤系统运行可靠、性能稳定、操作方便、自动化程度高、配煤准确率和焦炭质量稳定率都得到大幅提高。不仅降低了煤耗和能耗，还大大提高了生产效率，为项目方不锈钢年产能达到300万吨，成为全球产能最大的现代化不锈钢企业打下了基础。 通过此次自动配煤项目设计、实施，项目方进一步加深了对西门子Simatic自动化产品的了解。系统采用工业以太网和Profibus-DP现场总线，实现了现场仪表、PLC、分布式I/O、操作站/工程师站、变频驱动器之间的相互通信，提高了数据传输的可靠性和抗干扰性，减少了大量线缆，现场安装、调试的工作量也大大降低，缩短了项目实施周期，更提高了工作效率和项目质量。 同时，西门子Simatic自动化产品的产品链长、性能超群、覆盖面广、普及率高、网站内容丰富且更新快、各类文档资料齐全、项目方技术服务响应快，这一切都为项目方的实际工作带来了极大便利。